Entender algo que não podemos ver tem sido um problema que os astrônomos superaram no passado. Usando o método de lentes gravitacionais fortes - onde um aglomerado de galáxias massivo atua como uma lente de aumento cósmica - uma equipe internacional de astrônomos conseguiu estudar pela primeira vez a energia escura indescritível. A equipe relata que, quando combinados com as técnicas existentes, seus resultados melhoram significativamente as medições atuais do conteúdo de massa e energia do universo.
Usando dados obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble, bem como telescópios terrestres, a equipe analisou imagens de 34 galáxias extremamente distantes situadas atrás de Abell 1689, um dos maiores e mais massivos aglomerados de galáxias conhecidos no universo.
Através das lentes gravitacionais de Abell 1689, os astrônomos, liderados por Eric Jullo, do JPL, e Priyamvada Natarajan, da Universidade de Yale, foram capazes de detectar galáxias fracas e distantes - cuja luz era dobrada e projetada pela enorme força gravitacional do aglomerado - em um maneira semelhante à de uma lente de aumento distorcer a imagem de um objeto.
Usando esse método, eles foram capazes de reduzir o erro geral em seu parâmetro da equação de estado em 30%, quando combinados com outros métodos.
A maneira como as imagens foram distorcidas deu aos astrônomos pistas sobre a geometria do espaço que fica entre a Terra, o aglomerado e as galáxias distantes. "O conteúdo, a geometria e o destino do universo estão ligados; portanto, se você pode restringir duas dessas coisas, aprende algo sobre a terceira", disse Natarajan.
A equipe conseguiu restringir o intervalo de estimativas atuais sobre o efeito da energia escura no universo, denotado pelo valor w, em 30%. A equipe combinou sua nova técnica com outros métodos, incluindo o uso de supernovas, aglomerados de galáxias de raios-X e dados da sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), para restringir o valor de w.
"A energia escura é caracterizada pela relação entre sua pressão e sua densidade: isso é conhecido como sua equação de estado", disse Jullo. “Nosso objetivo era tentar quantificar esse relacionamento. Ele nos ensina sobre as propriedades da energia escura e como isso afetou o desenvolvimento do Universo. ”
A energia escura representa cerca de 72% de toda a massa e energia do universo e, finalmente, determinará seu destino. Os novos resultados confirmam descobertas anteriores de que a natureza da energia escura provavelmente corresponde a um universo plano. Nesse cenário, a expansão do universo continuará a acelerar e o universo se expandirá para sempre.
Os astrônomos dizem que a verdadeira força desse novo resultado é que ele cria uma maneira totalmente nova de extrair informações sobre a energia escura indescritível e oferece uma grande promessa para futuras aplicações.
Segundo os cientistas, seu método exigia várias etapas meticulosas para se desenvolver. Eles passaram vários anos desenvolvendo modelos matemáticos especializados e mapas precisos da matéria - escuros e "normais" - que juntos constituem o cluster Abell 1689.
Os resultados aparecem na edição de 20 de agosto da revista Science.
Fontes: Universidade de Yale, Science Express. ESA Hubble.
